硅基自锐式纳米针尖一次成型制作工艺的研究

对采用KOH溶液腐蚀单晶硅制备自锐式纳米针尖的一次成型制作工艺进行了研究,为提高自锐式纳米针尖的纵横比,根据各向异性腐蚀针尖的自锐效应模型,分析了腐蚀溶液的浓度及掩模形状对针尖形状的影响,得到了提高自锐式纳米针尖纵横比的条件,实验结果表明,在15 rnol/L,60℃的KOH腐蚀液中采用五边形掩模可获取纵横比约等于1,针尖曲率半径小于10 nm的自锐式纳米针尖,针尖侧壁由{113}晶面组成.     

金纳米粒子作掩模的硅纳米柱阵列的加工

利用自组装的方法在硅基片表面形成一层均匀的金纳米粒子掩模,分析了偶联剂对自组装的影响,以金纳米粒子作掩模进行反应离子刻蚀,研究了刻蚀时间对硅纳米柱阵列的影响,提供了一种简单、便宜并且有效的在硅基底上大面积形成纳米柱阵列的纳米加工方法。实验中发现,超过一定刻蚀时间时,有过刻蚀现象发生,在120 s刻蚀时间下,得到了直径小于20 nm,深宽比高达10∶1以上规则、致密、大面积分布的硅纳米柱或硅纳米锥状结构。     

硅各向同性深刻蚀中的多层掩模工艺

掩模制备是硅各向同性刻蚀中的一项重要工艺.要实现深刻蚀,掩模必须满足结构致密、强度大及抗腐蚀性好的要求.一般光刻胶掩模无法在刻蚀液中较长时间地保持其掩蔽性能,很难实现深刻蚀;而金属掩模也容易出现针孔及裂纹等缺陷.因此提出使用Su-8负性光刻胶结合铬金属制备多层掩模.这种掩模结构制备工艺简单,经济实用;提高了掩模在高速刻蚀时的掩蔽性能,实现了深刻蚀.实验表明,其能满足300μm以上深刻蚀的要求,可用于硅及玻璃等材料的微加工.     

Cr掩模在硅湿法刻蚀中的应用研究

针对硅湿法刻蚀中常见的SiO2、Si3N4掩模的缺点,提出了以Cr薄膜层为刻蚀掩模的新方法,并进行了相应的试验.试验结果表明,Cr掩模湿法刻蚀技术可用于硅半导体器件的制作.此项工艺为硅湿法刻蚀加工提供了一条新的技术途径.     

啁啾光纤光栅相位掩模槽形控制新方法研究

在啁啾光纤光栅相位掩模的制作中,针对光刻胶光栅槽形要求比较高的问题,提出离子束刻蚀和反应离子束刻蚀相结合的方法,来实现对相位掩模槽形占宽比的控制.运用高级线段运动算法模拟分析刻蚀中的图形演化,用Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模形貌进行修正,然后采用CHF3反应离子束刻蚀,实验和模拟均表明,Ar离子束刻蚀能很好的改善掩模与基片交界处的基片侧壁形貌,使得在CHF3反应离子束刻蚀下能得到较小的占宽比.对槽形控制提供了有意义的实验手段.     

基于Marangoni效应的光学元件化学抛光工艺研究

介绍了Marangoni界面效应及化学抛光反应机理,进行了数控抛光刻蚀实验研究,包括刻蚀稳定性实验、刻蚀量与刻蚀头速率的关系以及初步的面形修复加工.通过对实验结果进行分析,得到稳定可控刻蚀抛光的上限刻蚀速率和刻蚀效率与刻蚀头走速的函数关系.     

一种尖锐扫描隧道显微镜针尖的制备方法

采用电化学刻蚀方法来制备针尖,然后通过提拉法得到与静态刻蚀相比更尖锐的针尖。本文研究了提拉速度对针尖形貌的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了针尖形貌。结果表明,当提拉速度过慢时,得到的针尖形貌与静态刻蚀相似,无明显优势;当提拉速度过快时导致钨丝尖端离开液面无法刻蚀;提拉速度为4μm/s时可以得到尖锐的针尖。     

用于垂直腔面发射激光器的GaAs/AlGaAs的ICP刻蚀工艺研究

采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备对应用于垂直腔面发射激光器的GaAs/AlGaAs材料进行刻蚀工艺研究。该刻蚀实验采用光刻胶作为刻蚀掩模,Cl2/BCl3作为刻蚀工艺气体,通过实验分析总结了ICP源功率、射频偏压功率和腔体压强对GaAs/AlGaAs材料和掩模刻蚀速率的影响。利用扫描电子显微镜观察不同参数条件对样品侧壁垂直度和底部平坦度的影响。最终在保证高刻蚀速率的前提下,通过调整优化各工艺参数,得到了侧壁光滑、底部平坦的圆台结构。     

镍钛合金形状记忆薄膜的化学刻蚀

镍钛合金形状记忆薄膜的图形化技术曾是其实用化的主要障碍之一,现在,一种工作性能优越的化学刻蚀液可以实现薄膜的高精度图形化,该刻蚀液常温工作,性能稳定,刻蚀速率在１～５ 微米／分之间均可得到满意的刻蚀线条。常规制作的光刻胶掩模在该刻蚀液中非常稳定。该刻蚀液用于溅射态的形状记忆合金薄膜可得到与掩模图形完全一致的刻蚀结果,刻蚀线条光滑平直,刻蚀系数大于 １５。当用于热处理以后的薄膜时,刻蚀面有一定程度的粗糙化,只能用于刻蚀相对较粗的线条,这是热处理后薄膜中晶粒与晶界刻蚀速率不同所致。用该刻蚀液图形化的形状记忆合金薄膜驱动机构已成功用于微泵制造,所制作的微泵流量达到 ２００ 微升／分钟以上。     

基于湿法刻蚀的MEMS压印模版制作

介绍了一种基于玻璃湿法刻蚀低成本的MEMS压印模版制作工艺,工艺中以单层光刻胶作为刻蚀掩模,重点研究了改善刻蚀图形几何轮廓和提高表面质量的方法。在对钻蚀形成机理进行分析的基础上,通过对比偶联剂不同涂敷方式及不同蒸镀时间对刻蚀结果的影响,优化了硅烷偶联剂的涂敷工艺,使钻蚀率降低到0.6,图形几何形状得到改善。分析了刻蚀生成物的溶解度,采用HCl作为刻蚀液添加剂对刻蚀产生的难溶物进行分解,提高了表面质量。对刻蚀表面缺陷的形成原因进行了分析,采用厚胶层工艺消除了表面缺陷。利用该工艺制作了图形特征尺寸为100μm的MEMS压印模版,并进行了初步压印实验,得到了很高的复型精度。